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湖南經(jīng)源科技針對目前在新能源行業(yè)的電池材料包覆工藝中遇到的諸多問題，開發(fā)了一種采用撞擊流方式進(jìn)行包覆的設(shè)備——WCE濕法包覆機(jī)。該設(shè)備能夠很好的解決傳統(tǒng)設(shè)備中遇到的包覆時(shí)間長、材料易團(tuán)聚、形貌易破損等問題。

1.產(chǎn)品介紹

1.1現(xiàn)有包覆設(shè)備

目前，現(xiàn)有濕法包覆設(shè)備主要采用帶干燥功能的機(jī)械混合機(jī)，其工作過程是先將二次料放入機(jī)械混合機(jī)中，再通過噴霧機(jī)構(gòu)，加入溶劑及包覆質(zhì)進(jìn)行混合干燥，完成包覆。其主要存在問題：

1.1.1干燥時(shí)間長

（1）包覆過程中，二次料先加入混合機(jī)后再噴入溶劑，導(dǎo)致溶劑與二次料不易實(shí)現(xiàn)均勻浸潤，攪拌和干燥時(shí)間長；

（2）在高速旋轉(zhuǎn)槳葉的離心力的作用下，二次料的顆粒容易被拋向罐體內(nèi)壁，不易與溶劑混合，包覆效果差；

（3）為保持設(shè)備穩(wěn)定性，機(jī)械式包覆機(jī)槳葉尺寸較小，對物料的分散和擾動(dòng)范圍較小，干燥時(shí)間長。

1.1.2團(tuán)聚不易分散

（1）設(shè)備運(yùn)行過程中，物料以旋流方式運(yùn)動(dòng)，易產(chǎn)生渦旋，形成造粒式團(tuán)聚，不易分散；

（2）溶劑噴射不均勻，各處溫度、濕含量不一致，粉體團(tuán)聚不易分散，包覆效率低。

機(jī)械式包覆機(jī)示意圖

1.2 WCE系列濕法包覆機(jī)

經(jīng)源WCE系列濕法包覆機(jī)（簡稱WCE）是一款專門針對鋰電池正、負(fù)極材料制備而設(shè)計(jì)開發(fā)的新型濕法包覆設(shè)備，特別適用于鋰電池正、負(fù)極材料的均勻包覆，具有包覆效果好、高效節(jié)能、自動(dòng)化程度高等綜合優(yōu)勢。

WCE包覆機(jī)外形示意圖

2.工作原理

WCE包覆機(jī)是在傳統(tǒng)機(jī)械式包覆機(jī)的基礎(chǔ)上，增加：霧化進(jìn)料裝置+外循環(huán)撞擊強(qiáng)化裝置，實(shí)現(xiàn)高效包覆和快速干燥。

在設(shè)備內(nèi)部，通過機(jī)械式旋轉(zhuǎn)槳葉對物料進(jìn)行不斷的碰撞與剪切，使溶劑與粉體產(chǎn)生攪動(dòng)和分散，實(shí)現(xiàn)攪拌干燥；

在設(shè)備外部，設(shè)置外循環(huán)強(qiáng)化裝置，其主要由兩部分系統(tǒng)組成：（1）霧化進(jìn)料裝置：使溶劑、二次料和壓縮空氣霧化混合，實(shí)現(xiàn)充分浸潤接觸；（2）撞擊流強(qiáng)化分散裝置：一方面通過外部循環(huán)，提高機(jī)械攪拌效率；另一方面，利用撞擊流強(qiáng)化分散裝置，實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚物料撞擊分散，從而完成高效包覆、快速干燥。

霧化進(jìn)料裝置仿真

撞擊流分散原理

3.產(chǎn)品特點(diǎn)

3.1包覆效果好

進(jìn)料過程中，二次粉體及溶劑采用氣流分散方式進(jìn)料，增大粉體顆粒、液體顆粒之間的間隙，從而使溶劑與粉體充分接觸浸潤，實(shí)現(xiàn)均勻包覆。

某三元正極材料廠包覆前 SEM圖

某三元正極材料廠包覆后 SEM圖

3.2高效節(jié)能

（1）采用霧化進(jìn)料，粉體和溶劑接觸效果好，有效減少攪拌包覆時(shí)間；

（2）干燥過程中，設(shè)備具有強(qiáng)化分散功能，減少潮濕粉體間的團(tuán)聚，減少粉體干燥時(shí)間。

3.3產(chǎn)品形貌穩(wěn)定

具有霧化分散以及撞擊流分散裝置，在設(shè)備運(yùn)行過程中，可適當(dāng)降低機(jī)械混合設(shè)備的轉(zhuǎn)速，從而減小葉片與物料的碰撞強(qiáng)度，減小對粉體形貌的破壞。

3.4智能化程度高

根據(jù)不同包覆工藝需求自動(dòng)調(diào)整進(jìn)料（液）速度、霧化壓力、撞擊強(qiáng)度等，設(shè)備智能化程度高。

4.工藝說明

4.1霧化進(jìn)料工藝

4.1.1工藝說明

（1）壓縮空氣由廠內(nèi)空氣壓縮機(jī)提供；溶劑由計(jì)量泵供給；二次粉由風(fēng)機(jī)（根據(jù)料倉位置選配）進(jìn)行供給；

（2）壓縮空氣、溶劑與二次粉體同時(shí)進(jìn)入“粉體霧化裝置”，在“粉體霧化裝置”內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速分散、包覆；

（3）霧化包覆完成的物料通過“管道”及“分散噴嘴”進(jìn)入機(jī)械混合機(jī)；

（4）包覆完成后的物料在混合機(jī)內(nèi)沉降，并通過機(jī)械混合機(jī)進(jìn)行攪拌、干燥；

（5）混合機(jī)內(nèi)由于粉體霧化產(chǎn)生的粉塵，通過除塵器進(jìn)行過濾，過濾后的氣體進(jìn)入冷干機(jī)進(jìn)行溶劑回收。

霧化進(jìn)料工藝簡圖

4.2外循環(huán)工藝

4.2.1工藝說明

（1）當(dāng)包覆后的物料經(jīng)過一定時(shí)間的攪拌干燥后，開啟“外循環(huán)撞擊強(qiáng)化裝置”；

（2）“外循環(huán)撞擊強(qiáng)化裝置”通過分散器中的撞擊流裝置，實(shí)現(xiàn)物料的高效剪切分散；

（3）混合機(jī)內(nèi)由于粉體分散產(chǎn)生的粉塵，通過除塵器進(jìn)行過濾，過濾后的氣體進(jìn)入冷干機(jī)等進(jìn)行溶劑回收。

外循環(huán)撞擊強(qiáng)化工藝簡圖

5.性能對比

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